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解析Python的深淺拷貝機(jī)制

來源: 責(zé)編: 時間:2023-11-08 17:03:02 259觀看
導(dǎo)讀在Python編程中,我們經(jīng)常會遇到數(shù)據(jù)復(fù)制的問題。有時候,我們只是需要復(fù)制一份數(shù)據(jù)的引用,有時候,我們則需要復(fù)制數(shù)據(jù)本身。這就涉及到了Python中的深淺拷貝問題。深淺拷貝是Python中的一個重要概念,理解它對于編寫高效的Py

在Python編程中,我們經(jīng)常會遇到數(shù)據(jù)復(fù)制的問題。有時候,我們只是需要復(fù)制一份數(shù)據(jù)的引用,有時候,我們則需要復(fù)制數(shù)據(jù)本身。這就涉及到了Python中的深淺拷貝問題。深淺拷貝是Python中的一個重要概念,理解它對于編寫高效的Python代碼至關(guān)重要。本文將深入探討Python的深淺拷貝,幫助你更好地理解和使用這一重要概念。stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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一、理解深淺拷貝

再了解深淺拷貝之前,我們手續(xù)愛你需要了解一下什么是賦值?stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

1. 賦值

所謂賦值,就是將對象與變量名字進(jìn)行綁定,稱為名字綁定; 在 Python 中,變量只是一個與實際對象綁定起來的名字,變量定義本質(zhì)上就是建立名字與對象的約束關(guān)系。因此,賦值語句本質(zhì)上就是建立這樣的約束關(guān)系,將右邊的對象與左邊的名字綁定在一起:stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

a = 1

除了賦值語句,還有哪些語句可以完成名字綁定?stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

(1) 模塊導(dǎo)入stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

我們導(dǎo)入模塊時,也會在當(dāng)前上下文創(chuàng)建一個名字,并與被導(dǎo)入對象綁定:stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com


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import xxxfrom xxx import yyy

(2) 函數(shù)類定義stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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我們定義函數(shù)/類時,本質(zhì)上是創(chuàng)建了一個函數(shù)/類對象,然后將其與函數(shù)/類名綁定:stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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def circle_area(r):    return PI * r ** 2class Dog(object):    pass

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(3) as 關(guān)鍵字stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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除此此外, as 關(guān)鍵字也可以在當(dāng)前上下文建立名字約束關(guān)系:stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

import xxx as yyyfrom xxx import yyy as zzzwith open('/some/file') as f:    passtry:    # do somethingexcept SomeError as e:    # handle error

2. 深淺拷貝

首先我們要知道什么是深拷貝?什么是淺拷貝?stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

  • 深拷貝:創(chuàng)建一個新的對象,并將原對象的數(shù)據(jù)復(fù)制到新對象中。這意味著對新對象的修改不會影響原對象。
  • 淺拷貝:創(chuàng)建一個新的對象,但只復(fù)制原對象的數(shù)據(jù)引用,而不是數(shù)據(jù)本身。這意味著對新對象的修改可能會影響原對象。

了解完基本概念之后,那么問題來了,如何判斷一個對象是深拷貝還是淺拷貝?stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

可以使用is運(yùn)算符來判斷兩個對象是否相同。如果兩個對象是相同的,那么它們可能是淺拷貝;如果不同,那么它們可能是深拷貝。stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

淺拷貝就是拷貝對象的 引用指針,二者元素是相同的對象。如列表l1, 當(dāng)創(chuàng)建列表l2時,淺拷貝自l1,那么知識拷貝了其中元素的引用。 修改可變類型時,指針指向同一對象,都會發(fā)生改變。stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

二、Python中的copy模塊

1. copy模塊的作用和使用

  • copy模塊提供了一些用于創(chuàng)建淺拷貝和深拷貝的函數(shù)。
  • copy.copy():創(chuàng)建一個新的對象,并將原對象的數(shù)據(jù)復(fù)制到新對象中。這是淺拷貝。
  • copy.deepcopy():創(chuàng)建一個新的對象,并將原對象的數(shù)據(jù)以及其包含的所有子對象的數(shù)據(jù)都復(fù)制到新對象中。這是深拷貝。

淺拷貝的簡單示例一:stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

l1 = [1,[2],'tree']print(l1)l2 = l1.copy()print(l2)print(id(l1),id(l2))# [1, [2], 'tree']# [1, [2], 'tree']# 1248669925248 1248669924928

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示例二:stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

l1 = [1,[2],'tree']l2 = l1.copy()l2[0] = 'one'print(l2)print(l1)# ['one', [2], 'tree']# [1, [2], 'tree']l2[1][0] = 'two'print(l2)print(l1)# ['one', ['two'], 'tree']# [1, ['two'], 'tree']

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深拷貝的示例:stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

# 就是不止拷貝指針,連對象也會拷貝,創(chuàng)建出來一份新的,完全獨立l = [1, [2], 'three']print(l)from copy import deepcopyl2 = deepcopy(l)print(l2)# 修改新列表不會影響舊列表l2[1][0] = 'two'print(l2)print(l)# [1, [2], 'three']# [1, [2], 'three']# [1, ['two'], 'three']# [1, [2], 'three']

2. 深淺拷貝的區(qū)別和使用

  • copy.copy()只復(fù)制原對象的數(shù)據(jù)引用,而copy.deepcopy()則復(fù)制數(shù)據(jù)本身。
  • copy.copy()適用于只需要復(fù)制數(shù)據(jù)引用的情況,而copy.deepcopy()適用于需要復(fù)制數(shù)據(jù)本身的情況。

如下所示:stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

import copya = [1, 2, 3, [4, 5], 6]b = ac = copy.copy(a)d = copy.deepcopy(a)b.append(10)c[3].append(11)d[3].append(12)print(a)print(b)print(c)print(d)# [1, 2, 3, [4, 5,11], 6,10]# [1, 2, 3, [4, 5,11], 6,10]# [1, 2, 3, [4, 5,11], 6]# [1, 2, 3, [4, 5,12], 6]

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注意:對于非容器類型,如數(shù)字、字符,以及其他的“原子”類型,沒有拷貝一說,產(chǎn)生的都是原對象的引用stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

三、深淺拷貝拓展

1. 深淺拷貝的應(yīng)用

何時應(yīng)該使用淺拷貝?何時應(yīng)該使用深拷貝?stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

  • 當(dāng)只需要復(fù)制數(shù)據(jù)引用時,使用淺拷貝可以節(jié)省內(nèi)存和計算資源。
  • 當(dāng)需要確保對新對象的修改不會影響原對象時,使用深拷貝。

深淺拷貝在實際編程中的應(yīng)用案例::stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

  • 淺拷貝:對嵌套列表進(jìn)行修改時,原始嵌套列表也會被修改。
  • 深拷貝:對嵌套列表進(jìn)行修改時,原始嵌套列表不會被修改。
  • 淺拷貝:對列表進(jìn)行切片操作時,原始列表也會被修改。
  • 深拷貝:對列表進(jìn)行切片操作時,原始列表不會被修改。
  • 示例1:列表的淺拷貝和深拷貝
  • 示例2:嵌套列表的深淺拷貝

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2. 避免深淺拷貝帶來的問題

深淺拷貝可能帶來的問題:stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

  • 淺拷貝可能導(dǎo)致意外地修改原始對象。
  • 深拷貝可能導(dǎo)致不必要的內(nèi)存消耗和計算資源浪費。

如何避免這些問題:stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

  • 根據(jù)實際需求選擇合適的拷貝方式。
  • 如果不確定是否需要深拷貝,可以先使用淺拷貝,并在必要時進(jìn)行驗證。

總結(jié)

通過對Python深淺拷貝的深入學(xué)習(xí)和實踐,我們可以更好地理解Python的數(shù)據(jù)復(fù)制機(jī)制,提高我們的編程效率和代碼質(zhì)量。希望本文能幫助你掌握深淺拷貝的概念和應(yīng)用,使你在Python編程的道路上更進(jìn)一步。stY28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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